ELETRÔNICA DIGITAL Professor Virgilio Magalde de … · digital, podendo aplicar esse conhecimento na análise e reparo de muitos desses sistemas. A disciplina eletrônica digital

ELETRÔNICA DIGITAL Professor Virgilio Magalde de Azevedo

1 Apostila Eletrônica Digital Apostila Eletrônica Digital Virgilio Magalde de Azevedo

AULA 1

1 Introdução

A Eletrônica é o ramo da ciência que estuda o uso de circuitos

formados por componentes elétricos e eletrônicos, com o objetivo principal de

representar, armazenar, transmitir ou processar informações. Quando

escutamos o termo “digital”, pensamos imediatamente em um relógio digital,

calculadora ou computador. Essa ligação se deve a grande utilização desses

produtos principalmente as possibilidades geradas por eles e a queda de

preço dos mesmos. Apesar disso, relógios, calculadoras e computadores

representam apenas uma parcela do grande de aplicações de circuitos

digitais. Estes circuitos podem ser encontrados em produtos eletrônicos como

videogames, fornos de microondas, sistemas de controle automotivos,

equipamentos de teste (como medidores, geradores e osciloscópios), e ainda

equipamentos médico hospitalares, nosso foco para estudo dessa disciplina.

Os sistemas e técnicas digitais vieram substituir e trazer novas

aplicações para alguns dos antigos “circuitos analógicos” usados em

produtos de consumo, como rádios, TVs e equipamentos de áudio de alta

fidelidade. Seu avanço e grande na área médica, principalmente na medicina

diagnóstica.

Nesta aula, estudaremos os conceitos iniciais da eletrônica digital, as

portas e funções lógicas, os circuitos lógicos e a sua aplicação. O objetivo

desejado é a compreensão dos sistemas digitais e o funcionamento da lógica

digital, podendo aplicar esse conhecimento na análise e reparo de muitos

desses sistemas. A disciplina eletrônica digital visa dar base ao técnico para

compreensão de cada etapa de um sistema eletrônico digital, habilitando

assim para projeto, montagem e manutenção de circuitos digitais.



2 Conceito Iniciais

Os circuitos eletrônicos podem ser divididos em duas grandes categorias:

• Eletrônica analógica, envolvendo grandezas com valores contínuos.

Formado por dispositivos que manipulam quantidades físicas

representadas sob forma analógica. Nestes sistemas, as quantidades

variam continuamente dentro de uma faixa de valores. Por exemplo, a

amplitude do sinal de saída no alto-falante de um rádio pode assumir

qualquer valor entre zero e o seu limite máximo. Os equipamentos de

reprodução e gravação de fitas magnéticas são outros exemplos

comuns de sistemas analógicos. Na Figura 1 é apresentado um sinal

do corpo humano, sinal captado por um eletrocardiograma (ECG).

Figura 1 – Sinal analógico vindo de um ECG.

• Eletrônica digital, envolvendo grandezas com valores discretos. O

mesmo resulta da combinação de dispositivos desenvolvidos para

manipular quantidades físicas ou informações que são representadas

na forma digital; isto é, tal sistema só pode manipular valores

discretos. Na sua grande maioria, estes dispositivos são eletrônicos,

mas também podem ser mecânicos, magnéticos ou pneumáticos. As

calculadoras e computadores digitais, os relógios digitais, os

controladores de sinais de tráfego e computadores são exemplos

familiares de sistemas digitais. Na Figura 2 é apresentada a

comunicação entre um computador e um modem, sinal puramente

digital.



Figura 2 – Sinal digital entre computador e modem.

Podemos caracterizar um sistema meramente analógico, digital ou

hibrido. No analógico o sinal não sofre conversão de analógico para digital,

ele permanece em seu estado natural. No sistema digital o sinal é somente

digital, em geral em sistemas com armazenamento e processamento de

dados. Já o sistema híbrido, é o sistema que possui uma parte analógica e

outra em digital. O mesmo é cada vez mais comum e está presente na

maioria dos equipamentos eletrônicos. Na Figura 3 temos o exemplo do

sistema puramente analógico e o híbrido.

Figura 3 – Sistemas analógicos e híbridos.

Sistema

analógico

Sistema

híbrido

CAPÍTULO 1 • ELETRÔNICA DIGITAL – CONCEITOS ! 27

ao número de bits. Uma desvantagem da transferência serial é que ela gasta um tempo maior, pa-ra transferir um determinado número de bits, que a transferência paralela. Por exemplo, se um bitpode ser transferido em 1 µs, então a transferência serial gasta 8 µs para transferir oito bits, porémgasta apenas 1 µs para a transferência paralela de oito bits. Uma desvantagem da transferência pa-ralela é que ela necessita de mais linhas que a transferência serial.

EXEMPLO 1–2(a) Determine o tempo total necessário para a transferência serial de oito bits contidos

na forma de onda A vista na Figura 1–13 e indique a seqüência de bits. O bit mais àesquerda é o primeiro a ser transferido. Um clock de 100 kHz é usado como referên-cia.

(b) Qual é o tempo total de transferência dos mesmos oito bits em paralelo?

Solução (a) Como a freqüência do clock é 100 kHz, o período é

Se gasta 10 µs para transferir cada bit da forma de onda. O tempo total de transferên-cia para 8 bits é

8 ! 10 µs = 80 µs

Para determinar a seqüência de bits, examine a forma de onda apresentada na Figura1–13 durante cada tempo de bit. Se a forma de onda A for nível ALTO durante o tempo

T = 1f= 1

100 kHz= 10 ms

Clock

A

! FIGURA 1–13

Computador

Computador

1 0 1 1 0 0 1 0

t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7

0

t 0 t 1

1

0

0

1

1

0

1

(a) (b)

Modem

Impressora

Transferência serial de um dado Binário de 8 bits a partir de um Computador para um modem. O intervalo de t0 a t1 é enviado primeiro.

Transferência paralela de um dado binário de 8 bits a partir de um computador para uma impressora. O instante inicial é t0.

! FIGURA 1–12

Ilustração de transferências serial e paralela de dados binários. Apenas as linhas de dados são mostradas.


Um Sistema Eletrônico AnalógicoUm sistema de amplificação de som que pode ser ouvido por uma grande quantidade de pessoas é umexemplo simples de uma aplicação da eletrônica analógica. O diagrama básico na Figura 1–3 ilustra asondas sonoras, que são de natureza analógica, sendo captadas por um microfone e convertidas em umapequena tensão analógica denominada sinal de áudio. Essa tensão varia continuamente de acordo comas variações no volume e na freqüência do som e é aplicada na entrada de um amplificador linear. Asaída do amplificador, que é uma reprodução ampliada da tensão de entrada, é enviada para o(s) alto-falante(s). O alto-falante converte o sinal de áudio amplificado de volta para o formato de ondas sono-ras com um volume muito maior que as ondas sonoras originais captadas pelo microfone.

Um Sistema que Usa Métodos Analógicos e DigitaisO aparelho de CD (compact disk) é um exemplo de um sistema no qual são usados tanto circuitosdigitais quanto analógicos. O diagrama em bloco simplificado que é visto na Figura 1–4 ilustra oprincípio básico. A música no formato digital é armazenada no CD. Um sistema óptico com dio-do laser capta os dados digitais a partir do disco girante e os transfere para um conversor digital-analógico (DAC – digital-to-analog converter).

1

100

95

90

85

80

75

70

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Hora do dia

Temperatura ( ° F)

! FIGURA 1–2

Representação dos valoresamostrados (quantização) dagrandeza analógica mostrada naFigura 1–1. Cada valor represen-tado por um ponto pode ser di-gitalizado sendo representadopor um código digital que consis-te de uma série de 1s e 0s.

Sinal de áudio

Sinal de áudio amplificado

Alto-falante

Microfone

Ondas sonoras originais

Ondas sonoras reproduzidas

Amplificador linear

! FIGURA 1–3

Um sistema básico de amplifica-ção de áudio.

Dados digitais

Acionador de CD

101 100 11 101

Reprocução analógica do sinal de msica Alto-falante

Ondas sonoras

Conversor digital-analógico

Amplificador linear

! FIGURA 1–4

Diagrama em bloco básico deum aparelho de CD. Apenas umcanal é mostrado.


Um Sistema Eletrônico AnalógicoUm sistema de amplificação de som que pode ser ouvido por uma grande quantidade de pessoas é umexemplo simples de uma aplicação da eletrônica analógica. O diagrama básico na Figura 1–3 ilustra asondas sonoras, que são de natureza analógica, sendo captadas por um microfone e convertidas em umapequena tensão analógica denominada sinal de áudio. Essa tensão varia continuamente de acordo comas variações no volume e na freqüência do som e é aplicada na entrada de um amplificador linear. Asaída do amplificador, que é uma reprodução ampliada da tensão de entrada, é enviada para o(s) alto-falante(s). O alto-falante converte o sinal de áudio amplificado de volta para o formato de ondas sono-ras com um volume muito maior que as ondas sonoras originais captadas pelo microfone.

Um Sistema que Usa Métodos Analógicos e DigitaisO aparelho de CD (compact disk) é um exemplo de um sistema no qual são usados tanto circuitosdigitais quanto analógicos. O diagrama em bloco simplificado que é visto na Figura 1–4 ilustra oprincípio básico. A música no formato digital é armazenada no CD. Um sistema óptico com dio-do laser capta os dados digitais a partir do disco girante e os transfere para um conversor digital-analógico (DAC – digital-to-analog converter).

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2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Hora do dia

Temperatura ( ° F)

! FIGURA 1–2

Representação dos valoresamostrados (quantização) dagrandeza analógica mostrada naFigura 1–1. Cada valor represen-tado por um ponto pode ser di-gitalizado sendo representadopor um código digital que consis-te de uma série de 1s e 0s.

Sinal de áudio

Sinal de áudio amplificado

Alto-falante

Microfone

Ondas sonoras originais

Ondas sonoras reproduzidas

Amplificador linear

! FIGURA 1–3

Um sistema básico de amplifica-ção de áudio.

Dados digitais

Acionador de CD

101 100 11 101

Reprocução analógica do sinal de msica Alto-falante

Ondas sonoras

Conversor digital-analógico

Amplificador linear

! FIGURA 1–4

Diagrama em bloco básico deum aparelho de CD. Apenas umcanal é mostrado.



Um exemplo de sistema híbrido voltado a equipamentos da área

médica é o monitor de beira de leito. O monitor de beira de leito é um

equipamento usado para monitorização contínua de frequência cardíaca,

cardioscopia, oximetria de pulso e pressão não invasiva, frequência

respiratória e temperatura. O mesmo é usado em pacientes que necessitam

de atenção intensiva devido ao risco de saúde. Os sinais são enviados

também para a central de monitorização do posto de enfermagem para o

acompanhamento a distância. A Figura 4 descreve em diagrama de blocos

simplificado o monitor. Os blocos em verde são tratados os sinais analógicos,

já os blocos em azul e vermelho são processados sinais digitais.

O transdutor capta os sinais vindos dos eletrodos e os converte em

sinais elétricos (tensão e corrente). Após isso os sinais passam por um

módulo de condicionamento de sinal analógico que visa amplificar (aumentar

o ganho) e filtrar os mesmos (reduzir ruídos e interferências, principalmente

de 60Hz). Após isso, os sinais são multiplexados e agrupados em um mesmo

canal para que assim possam ser convertidos em formato digital para ter o

processamento devido. O microcomputador é o responsável por realizar o

processamento e as operações no sinal já em forma digital e realizar as

devidas análises, repassando para o monitor, para o módulo de alarmes e

para a comunicação remota.

Figura 4 – Monitor de beira de leito.



Todo esse avanço e processamento de sinal foi devido a utilização das

técnicas digitais e outras tecnologias, substituindo grande parte dos métodos

analógicos existentes. Os motivos principais que viabilizam a mudança para a

tecnologia digital são:

1. Os sistemas digitais são mais fáceis de projetar. Isto é

devido ao fato de os circuitos empregados nos sistemas digitais serem

circuitos de chaveamento, em que os valores exatos da tensão ou da

corrente dos sinais manipulados não são tão importantes, bastando

resguardar a faixa de operação (ALTO ou BAIXO) destes sinais.

2. O armazenamento da informação é fácil. Circuitos especiais

de chaveamento podem reter a informação pelo tempo que for

necessário.

3. Precisão e exatidão são maiores. Os sistemas digitais podem

trabalhar com tantos dígitos de precisão quantos forem necessários, com

a simples adição de mais circuitos de chaveamento. Nos sistemas

analógicos, a precisão geralmente é limitada a três ou quatro dígitos,

porque os valores de tensão e corrente dependem diretamente dos

componentes empregados.

4. As operações podem ser programadas. É relativamente fácil

e conveniente desenvolver sistemas digitais cuja operação possa ser

controlada por um conjunto de instruções previamente armazenadas

(programa). Os sistemas analógicos também podem ser programados,

mas a variedade e a complexidade das operações envolvidas são

bastante limitadas.

5. Circuitos digitais são menos afetados por ruído. Ruídos

provocados por flutuações na tensão de alimentação ou de entrada , ou

mesmo induzidos externamente, não são tão críticos em sistemas digitais

porque o valor exato da tensão não é tão importante, desde que o nível do

ruído não atrapalhe a distinção entre os níveis ALTO e BAIXO.

6. Os circuitos digitais são mais adequados à integração. É

verdade que o desenvolvimento da tecnologia de integração (CIs) também

beneficiou os circuitos analógicos, mas a sua relativa complexidade e o



uso de dispositivos que não podem ser economicamente integrados

(capacitores de grande capacitância, resistores de precisão, indutores,

transformadores) não permitiriam que os circuitos analógicos atingissem o

mesmo grau de integração dos circuitos digitais.

Limitações das Técnicas Digitais Só existe uma grande desvantagem para o uso das técnicas

digitais: o mundo real é predominantemente analógico Para se tirar proveito das técnicas digitais quando lidamos com

entradas e saídas analógicas, três etapas devem ser executadas:

1. Converter o “mundo real” das entradas analógicas para a forma

digital.

2. Processar (ou operar) a informação digital.

3. Converter as saídas digitais de volta para o mundo real, em sua

forma analógica.

A eletrônica digital envolve circuitos e sistemas nos quais existem

apenas dois estados possíveis: ALTO e baixo. Combinações de dois estados,

denominadas códigos, são usadas para representar números, símbolos,

caracteres alfabéticos... O sistema de numeração de dois estados é

denominado de binário e os seus dois dígitos são 0 e 1. Um dígito binário é

denominado de bit. Um sinal digital é apresentado na Figura 5.

Figura 5 – Exemplo de sinal digital e sistema de numeração.

3 Funções lógicas

Portas Lógicas são funções cujas variáveis, conhecidas como

booleanas, podem assumir somente dois valores numéricos/estados e

opostos: 0 ou 1. O estado 0 indica que o aparelho aparelho está desligado,

26 ! SISTEMAS DIGITAIS

Diagramas de Temporização Um diagrama de temporização é um gráfico de formas de on-da digitais que mostra a relação atual de tempo de duas ou mais formas de onda e como cada for-ma de onda muda em relação às outras. Observando um diagrama de temporização, podemos de-terminar os estados (ALTO ou BAIXO) de todas as formas de onda em qualquer instante especi-ficado e o momento exato que uma forma de onda muda de estado em relação às outras formas deonda. A Figura 1–11 é um exemplo de um diagrama de temporização composto de quatro formasde onda. A partir desse diagrama de temporização podemos ver, por exemplo, que as três formasde onda A, B e C são nível ALTO apenas durante o tempo de bit 7 e todas elas retornam para o ní-vel BAIXO no final do tempo de bit 7 (área sombreada).

Tranferência de DadosDados se referem a grupos de bits que transportam algum tipo de informação. Dados em binário,que são representados por formas de onda digitais, têm que ser transferidos de um circuito paraoutro dentro de um sistema digital ou de um sistema para outro para cumprir um determinado pro-pósito. Por exemplo, números armazenados em binário a partir de uma memória de computadortêm que ser transferidos para a unidade central de processamento do computador para serem so-mados. O resultado da adição tem que ser transferido para um monitor e/ou transferido de voltapara a memória. Em sistemas computacionais, conforme ilustrado na Figura 1–12, dados em bi-nário são transferidos de duas formas: em série e em paralelo.

Quando bits são transferidos na forma serial de um ponto para outro, eles são enviados um bitde cada vez ao longo de uma única linha, conforme ilustrado na Figura 1–12(a) para o caso datransferência de um computador para um modem. Durante o intervalo de tempo de t0 a t1, o pri-meiro bit é transferido. Durante o intervalo de tempo de t1 a t2, o segundo bit é transferido, e assimpor diante. Para transferir oito bits em série, se gastam oito intervalos de tempo.

Quando bits são transferidos no formato paralelo, todos os bits de um grupo são enviados emlinhas separadas ao mesmo tempo. Existe uma linha para cada bit, conforme mostra a Figura1–12(b) para o exemplo de oito bits sendo transferidos de um computador para uma impressora.Para transferir oito bits em paralelo, se gasta um intervalo de tempo comparado aos oito interva-los de tempo gastos na transferência serial.

Resumindo, uma vantagem da transferência serial de dados em binário é que um número mí-nimo de linhas é necessário. Na transferência em paralelo, é necessário um número de linhas igual

Clock

A

B

C

1 2 3 4 5 6 7 8

A, B e C em nível ALTO

! FIGURA 1–11

Exemplo de um diagrama detemporização.

Tempo de bit

1

0

0

1 A

1 1 1 1 1 0

Clock

0 0 0 0 0 Seqüência de bits representada pela forma de onda A

! FIGURA 1–10

Exemplo de uma forma de ondade clock sincronizada com umaforma de onda que representauma seqüência de bits.



que possui ausência de tensão, que a chave está chave aberta, a afirmativa

não, etc. Já o estado 1 representa o aparelho ligado, a presença de tensão, a

chave fechada, a afirmativa sim, etc. A lógica como chave é apresentada na

Figura 5.

Figura 5 – Lógica como chave.

As funções lógicas principais são as seguintes: E (AND), OU (OR),

NÃO (NOT), NE (NAND) e NOU (NOR). Sendo as funções lógicas básicas E

(AND), OU (OR) e NÃO (NOT), com estas é possível montar qualquer circuito

lógico.

Tabela verdade é uma representação em forma de tabela das funções

lógicas e facilita a representação e análise das mesmas. É aquela que

contém todas as resposta possíveis de um circuito logico qualquer, o qual

executa uma certa quantidade de variáveis de entrada. Podemos dizer que a

quantidade de possibilidades existentes em uma tabela é igual a 2n, onde n é

igual a quantidade de variáveis de entrada, logo, para 3 variáveis de entrada,

por exemplo, teremos 8 possibilidades.

Obs.: Variáveis de entrada são letras do nosso alfabeto (A, B, C, etc)

que representam um fator externo qualquer, que virá a interferir na resposta

do circuito, e que pode ser qualquer um dos dois estados lógicos, ou seja,

27

Função NÃO (NOT)

! Usando as mesmas convenções dos circuitos

anteriores, tem-se que:

! Quando a chave A está aberta (A=0), passará corrente

pela lâmpada e ela acenderá (S=1)

! Quando a chave A está fechada (A=1), a lâmpada

estará em curto-circuito e não passará corrente por

ela, ficando apagada (S=0)

S=1

A=0

S=0

A=1

7

Função E (AND)

! Executa a multiplicação (conjunção) booleana

de duas ou mais variáveis binárias

! Por exemplo, assuma a convenção no circuito

! Chave aberta = 0; Chave fechada = 1

! Lâmpada apagada = 0; Lâmpada acesa = 1

A B

17

Função OU (OR)

! Executa a soma (disjunção) booleana de duas

ou mais variáveis binárias

! Por exemplo, assuma a convenção no circuito

! Chave aberta = 0; Chave fechada = 1

! Lâmpada apagada = 0; Lâmpada acesa = 1

B

A



quando não se sabe ao certo qual nível lógico será colocado na entrada do

circuito, atribuímos a esta entrada uma letra qualquer como por exemplo letra

A, e admitimos que essa letra pode ser nível 1 ou 0.

Exemplo: Tabela verdade para duas variáveis de entrada (4

possibilidades), onde o circuito executa a uma função. A ordem com que as

possibilidades da tabela se dispõem é única e não deve ser alterada. Está

relacionada com a sequência natural dos números binários, conforme Figura

6.

Figura 6 – Tabela verdade.

O símbolo é a representação padrão do circuito, onde cada porta

lógica possui o seu padrão. Já a expressão booleana é uma ferramenta

matemática que permite escrever a saída e a entrada através de uma

equação.

• NOT / NÃO / INVERSOR :

A mesma não executa nenhuma operação aritmética, contudo é de

muita importância para a lógica digital.



Sua única finalidade é de inverter (daí o termo em português), o nível

lógico existente na sua entrada. Se a mesma estiver nível lógico 1, a saída

será 0 e se estiver em nível 0, sairá nível 1. Sua tabela, símbolo e expressão

estão representado na Figura 7.

Figura 7 – Formato de simbologia.

• AND / E / PRODUTO :

A operação AND gera uma saída de nível ALTO apenas quando

todas as entradas forem nível ALTO. Esta função executa a operação

aritmética de multiplicação, logo sua tabela verdade e simbologia para duas

entradas será de acordo com a Figura 8.

Figura 8 – Representação da porta E.


10 Apostila Eletrônica Digital Virgilio Magalde de Azevedo

A função AND que em português significa E, possui este nome

porque sua tabela verdade responderá afirmativamente, com nível 1 em sua

saída somente quando A e B forem nível 1 simultaneamente.

• NAND / NÃO E :

A operação NAND gera uma saída de nível BAIXO apenas quando

todas as entradas forem nível ALTO. A função NAND é a função AND

seguida de um inversor na saída, respondendo ao inverso a multiplicação. A

tabela verdade para duas variáveis de entrada será o inverso da tabela

verdade mostrada na função NAND. A porta lógica que executa a função

NOR é composta da simbologia da porta OR, seguida de um inversor,

conforme Figura 9.

Figura 9 – Representação da porta Não E.

• OR / OU / SOMA :

A operação OR gera uma saída de nível ALTO quando uma ou mais

entradas forem nível ALTO. Logo a mesma executa a operação aritmética da

soma conforme tabela verdade abaixo. A função OR, que em português



significa OU, possui esse nome porque sua resposta será afirmativa (nível 1),

quando a variável A ou B for nível 1, conforme ilustrado na Figura 10.

Figura 10 – Representação da porta OU.

Obs.: no quarto caso temos 1+1 o que em binário resultará em 10,

porém, como foi mencionado o circuito lógico básico só possui uma única

saída, logo, este terá que fornecer como resultado apenas o algarismo mais

significativo.

• NOR / NÃO OU:

A operação NOR gera uma saída de nível ALTO quando todas as

entradas forem nível BAIXO. Esta função tem a resposta inversa a da soma,

pois possui uma função NOT em sua saída. A tabela verdade para duas

variáveis de entrada será o inverso da tabela verdade mostrada na função

OR. A porta lógica que executa a função NOR é composta da simbologia da

porta OR, seguida de um inversor, conforme Figura 11.



Figura 11 – Representação da porta Não OU.

• XOR / OU EXCLUSIVO:

A operação XOR gera uma saída de nível ALTO quando as entradas

forem diferentes. Podemos perceber também que esta nova função é

semelhante a função OR, tendo uma única diferença a ultima possibilidade

que é A=1 e B=1. Desta semelhança surge o termo OU EXCLUSIVO. Essa

nova função possui uma notação diferente das comuns, porém, também é

semelhante a soma. Para S=A ou-exclusivo B temos conforme Figura 12.

Figura 12 – Representação da porta XOR.



Obs.: essas funções só admitem duas variáveis de entrada por porta.

Para executa-las com mais de duas variáveis de entrada é necessário utilizar

várias portas interligadas

• XNOR / COINCIDÊNCIA:

A operação XNOR gera uma saída de nível ALTO quando as

entradas forem iguais. Esta outra nova função também possui uma notação

porpria que, por sua vez, é semelhante a função AND. Isso porque a função

COINCIDÊNCIA difere da AND apenas no primeiro caso onde A=0 e B=0.

Para S= A coincidência B, temos a Figura 13 como exemplo.

Figura 13 – Representação da porta XNOR.

As portas básicas: NÃO, E e OU formam portas equivalentes entre si,

gerando a universalidade das portas lógicas conforme apresentado na Figura

14



Figura 14 – Universalidade das portas lógicas.



4 Aplicações de Circuitos Lógicos

Exercício 1 - O cardioversor é um desfibrilador que aplica choque

sincronizado ao sinal ECG do paciente. Durante a cardioversão é necessário

captar o sinal do ECG, que vai ser amplificado e utilizado no circuito interno

do cardioversor como sinal de sincronismo para aplicar o choque. Dessa

forma, quando o operador pressiona a chave de descarga do choque, a porta

lógica só habilita o circuito do disparo do desfibrilador após 30ms de

detectado um complexo QRS, impedindo que o choque seja aplicado no

período vulnerável. Encontre a tabela verdade e a porta lógica conforme

Figura 15.

Figura 15 – Diagrama de blocos de um cardioversor.

Resposta:



Exercício 2 - Um bipe de alarme deverá soar quando tiver as 3

condições simultâneas: o monitor estiver habilitado, pelo menos um dos

transdutores (ECG, Oximetria de pulso ou de Respiração) estiver ativado e

quando o sistema de comunicação wireless estiver com falha. Encontre o

circuito lógico e a expressão booleana conforme ilustrado na Figura 16.

Figura 16 – Diagrama de blocos de um monitor de beira de leito.

Resposta:



5 Bibliografia

• TOCCI, R.J. & WIDMER,N.S. Sistemas digitais: princípios e aplicações. 11a ed, Prentice-Hall, 2011

• LOURENÇO, A. C.; Circuitos Digitais. 9ª ed. São Paulo: Érica, 2011

• CAPUANO, F. G.; IDOETA, I. V.; Elementos de Eletrônica Digital. 41ª Ed. São Paulo: Érica.2014

• TOKHEIM, R. L.; Fundamentos de Eletrônica Digital. 7ª Ed São

Paulo: McGraw-Hill. 2013

• FLOYD, Thomas L. Sistemas digitais: fundamentos e aplicações .9. ed. – Porto Alegre : Bookman, 2007.

• CARVALHO LC. Instrumentação médico-hospitalar. Barueri:

Manole; 2008. 318p.

• MALVINO, A. P.; LEACH, D. P.; Eletrônica Digital: Princípios e

Aplicações. São Paulo: McGraw-Hill, 1987.

• TAUB, H.; Circuitos Digitais e Microprocessadores. São Paulo:

McGraw-Hill, 1984.



ANEXO A – RESUMO AULA 1

O que é necessário saber: - Sinal Analógico x Sinal Digital

- Sistema Binário

- Sistema Digital e Híbrido

- Tabela verdade, símbolo e expressão Booleana

- Funções Lógicas

- Universalidade

-

O que é bom saber: - Bases numéricas e conversão

- Sinais e Componentes eletrônicos analógicos

- Vantagens e desvantagens de circuitos digitais e analógicos

- Equipamentos médico hospitalares

Onde encontrar mais: -‐ Bibliografia: TOCCI, TOKHEIM e FLOYD

-‐ http://virgilioprofessor.wordpress.com

-‐ Youtube - https://www.youtube.com/embed/jFRH4HQ9GBA

-‐ Software - EWB – Electronics Workbench





ANEXO B - QUIZ AULA 1

1. Uma grandeza que apresenta valores contínuos é :

(a) uma grandeza digital (c) uma grandeza binária

(b) uma grandeza analógica (d) uma grandeza natural

2. O termo bit significa:

(a) pequena quantidade de dados (c) dígito binário

(b) um 1 ou um 0 (d) as respostas (b) e (c) estão corretas

3. Um inversor

(a) realiza a operação NOT

(b) comuta de um nível ALTO para um nível BAIXO

(c) comuta um nível BAIXO para um nível ALTO

(d) todas as alternativas acima estão corretas

4. A saída de uma porta AND é nível ALTO quando

(a) qualquer entrada for nível ALTO (c) nenhuma entrada for nível ALTO

(b) todas as entradas são nível ALTO (d) alternativas a) e (b) estão corretas

5. A saída de uma porta OR é nível ALTO quando

(a) qualquer entrada for nível ALTO (c) nenhuma entrada for nível ALTO

(b) todas as entradas são nível ALTO (d) alternativas a) e (b) estão corretas



ANEXO C - LISTA DE EXERCICIOS – AULA 1

1) Como parte de um sistema de monitoramento funcional de aeronaves, é necessário um circuito para indicar o estado do trem de aterrissagem antes da aterrissagem. Um LED cinza liga se os três trens de aterrissagem estiverem adequadamente estendidos quando a chave de redução de velocidade for ativada em preparação para a aterrissagem. Um LED laranja liga se algum dos trens de aterrissagem não for adequadamente estendido antes da aterrissagem. Quando o trem de aterrissagem está estendido, o seu sensor produz uma tensão de nível BAIXO. Quando o trem de aterrissagem está retraído, o seu sensor produz uma tensão de nível ALTO. Implemente um circuito que atenda a esse requisito.

2) Sensores são usados para monitorar a pressão e a temperatura de uma solução química armazenada num recipiente fechado. O circuito de cada sensor produz uma tensão de nível ALTO quando o valor máximo é excedido. Um alarme que necessita de uma tensão de nível BAIXO na entrada tem que ser ativado quando a pressão ou a temperatura for excessiva. Projete um circuito para essa aplicação.

3) Em um certo processo produtivo automatizado, os componentes elétricos são automaticamente inseridos numa PCB. Antes que a ferramenta de inserção seja ativada, a PCB tem que ser posicionada corretamente e os componentes a serem inseridos têm que estar na câmara. Cada uma dessas condições é indicada por uma tensão de nível ALTO. A ferramenta de inserção requer uma tensão de nível BAIXO para ser ativada. Projete um circuito para implementar esse processo.

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